JPS6378569A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔イ既　　要〕 本発明は、バイポーラトランジスタのベースおよびエミ
ッタ領域をセルファラン方式で形成する方法において、
外部ベース領域を高濃度ドープのベース電極からの熱拡
散で形成し、内部ベース領域およびエミッタ領域を連続
エピタキシャル層で形成するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体装置の製造方法、より詳しくは、バイ
ポーラトランジスタのベース領域およびエミッタ領域の
セルファライン方式形成方法に関するものである。

非常の多くのバイポーラトランジスタを有するＩＣ、Ｌ
ＳＩなどの半導体装置は高集積化、高速化を図るために
もセルファライン（自己整合）方式で製造することが重
要である。

〔従来の技術〕　。

バイポーラトランジスタのベース領域およびベース領域
が、例えば、次のようにしてセルファライン方式で形成
されている。第２図のバイポーラトランジスタの部分断
面図にに示したよ、うに、酸化膜５で被覆されたアクセ
プタ不純物を高濃度に有する（Ｐ”　　ドープの）ベー
ス電極層（ポリシリコン層）１がフィールド酸化物層２
で囲まれた半導体（Ｎ型シリコン）基＋＆３の一部分上
に載るように形成される。熱処理でこのベース電極層１
中のアクセプタ不純物を固相−固相拡散で半導体基板３
内へ導入してＰ゛梨型外ベース領域４を形成する。この
熱処理が酸化性雰囲気中で行なわれるならば、シリコン
の熱酸化によるＳｉＯ□層（図示、せず）が全面に形成
される。ベース電極層を含む全面上に新たに絶縁層（例
えば、ＣＶＤ法によるＳｉＯ□Ｎ）を形成する。つづい
て異方性エツチング（リアクティブイオンエツチング：
ＲＩＥ）によって半導体基Ｆｉ３の表出するまで絶縁層
をエソヂングし、ベース電極ｌの側面に絶縁層５Ａを残
すようにする。次に、半導体基板３の表出部分にイオン
注入力によってアクセプタ不純物（Ｂ）をドープしてＰ
型内部ベース領域５を形成し、そしてドナー不純物（Ａ
ｓ）をドープしてＮ゛型エミッタ領域６を形成する。イ
オン注入後の活性化のためのアニール熱処理を行なう。

このようにしてベース領域とエミッタ領域とはセルファ
ライン方式で形成できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ベースおよびエミッタ領域のためのイオン注入後のアニ
ール熱処理時において、Ｐ・型外部ベース領域４のアク
セプタ不純物が拡散することになる。この拡散によって
横方向へも拡大した外部ベース領域がエミッタ領域とぶ
つかる（重なる）ことがある。このことによってエミッ
ターベース（Ｅ−Ｂ）間のブレークダウン電圧の低下、
エミッタ接地直流電流増幅率ｈＦ、の低下、さらには、
Ｅ−Ｂ接合側端部での寄生容量の増大などの不利益が止
しる。

本発明の目的は、上述の不利益の生じないようにバイポ
ーラトランジスタのベースおよびエミッタ領域をセルフ
ァラン方式で形成する方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的が、半導体装置製造工程でのベース領域およ
びエミッタ領域を形成する工程が、（７）絶縁層で覆わ
れた高濃度ドープのベース電極層から不純物を半導体基
板へ熱拡散して外部ベース領域を形成する工程；および
（イ）半導体基板の表出面上に絶縁層に接して内部ベー
ス領域の第１エピタキシャル層およびエミッタ領域の第
２エピタキシャル層を連続成長させる工程；を含んでな
ることを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成
される。

〔作　用〕

本発明に係る半導体装置、特に、バイポーラトランジス
タの内部ベース領域を半導体基板上のエピタキシャル成
長層として形成して、この内部ベース領域の下面で外部
ベース領域と接触し、一方、上面で連続エピタキシャル
成長したエミッタ領域と接触している。したがって、Ｅ
−Ｂ接合面より内部ベース領域のエピタキシャル層厚さ
だけ下の位置に外部ベース領域と内部ベース領域とのコ
ンタクト面があり、Ｅ−Ｂ接合面まで外部ベース領域が
拡散によって拡張してくることが回避できる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例によって
本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は本発明に係る製造方
法にしたがったバイポーラトランジスタ製造工程での半
導体装置の要部断面図であり、次のようにしてバイポー
ラトランジスタが製造される。

まず、従来と同じように（１１１）面半導体（Ｎ型シリ
コン）基板２１を選択酸化（ＬＯＧＯＳ）するなどして
所定のアクティブ領域を囲むように絶縁層（フィールド
酸化膜）２２を形成する。絶縁層２２を含めてシリコン
基板２１の全面上にＣＶＤ法によりアクセプタ不純物を
高濃度に有する（Ｐ”ドープの）ポリシリコンＮ２３お
よびその上に酸化膜層２５を形成し、ホトエツチング法
などの選択エツチングによって所定パターンのベース電
極層とする。このベース電極層２３の一部分は第１図（
ａ）に示すようにアクティブ領域上に載っている（と接
触している）。次に、ベース電極層２３に含有された不
純物をシリコン基板２１中へ熱拡散する熱処理を行なっ
てＰ゛梨型外ベース領域２４を形成する。この熱処理を
酸化性雰囲気中で行なうならば、ポリシリコンであるベ
ース電極層２３およびシリコン基板の表出しているアク
テ・イブ領域が熱酸化されてＳｉＯ□層（図示せず）を
形成することができる。

この熱酸化による５ｉＯｚ層があってもなくても、絶縁
層（例えば、ＣＶＤ法によるＳｉＯ２層）を新たに全面
に形成し、異方性エツチング（ＲＩＥ）によってアクテ
ィブ領域を表出させるように該絶８ｉ層をエツチングし
、ベース電極２３の側面に絶縁層２５Ａを残す（第１図
（ａ））。

次に、第１図（ｂ）のように表出したシリコン基板２工
のアクティブ領域上にエピタキシャル成長法によってＰ
型シリコン（第１）エピタキシャル層２６およびＮゝ型
シリコン（第２）エピタキシャル層２７を連続して形成
する。例えば、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法でドー
プする不純物を変えて、まず１．５　×１ＱＩｌｌｃ「
ｆｆのＢ（ボロン）ドープの第１エピタキシャル層２６
　（厚さ：約４０ｎｍ）、そして、ｌＸｌ０”〜５　Ｘ
ＩＯ”ｃｍ−’のＡｓ（ヒ素）ドープの第２エピタキシ
ャル層２７　（厚さ：２００〜３００ｎｍ）を第１図（
ｂ）に示すごとくシリコン表出面上のみに選択成長させ
る。Ｍ　Ｂ　Ｅ法の代わりに減圧ＣＶＤ法、固相エピタ
キシャル法、ＩＣＢＣボデポジション法のエピタキシャ
ル成長法によっても第１および第２エピタキシャル層を
形成することができる。なお、エピタキシャル成長法お
よび成長条件によって、絶縁層２５の上に多結晶シリコ
ン層（図示せず）が同時に形成されることがあり、この
場合にはＫＯＨなどの選択エツチング液でもって多結晶
シリコン層を除去すればよい。

このようにして、Ｐ型シリコン（第１）エピタキシャル
層２６の内部ベース領域およびＮ゛型シリコン（第２）
エピタキシャル層２７のエミッタ領域が形成される。

そして、このエミッタ領域２７に接触したエミッタ電極
層（図示せず）の配線を形成してバイポーラトランジス
タが製作できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上述の実施例で述べたようにベース領
域およびエミッタ領域をセルファライン方式で酸形成す
ることができ、かつエミッタ領域と外部ベース領域とは
これらの間に内部ベース領域のエピタキシャル層が存在
するので重なることがない。したがって、従来の製造で
作られたバイポーラトランジスタでの不利益のないもの
を製造することができる。また、エピタキシャル成長は
イオン注入後のアニール熱処理よりも低温でありかつ連
続成長であるので、掻く浅いＥ−Ｂ接合の形成も可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は本発明の製造方法に
したがったバイポーラトランジスタ製造工程を説明する
半導体装置の要部断面図であり、第２図は従来のバイポ
ーラトランジスタの要部断面図である。 ２１・・・シリコン基板、　２３・・・ベース電極層、
２４・・・外部ベース領域、２５・・・絶縁層、２６・
・・第１エピタキシヤル署（内部ベース領域）２７・・
・第２エピタキシャル層（エミッタ領域）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体装置製造工程でのベース領域およびエミッタ
   領域を形成する工程が、 （ア）絶縁層で覆われた高濃度ドープのベース電極層（
   ２３）から不純物を前記半導体基板（２１）へ熱拡散し
   て外部ベース領域（２４）を形成する工程；および （イ）前記半導体基板（２１）の表出面上に前記絶縁層
   に接して内部ベース領域の第１エピタキシャル層（２６
   ）およびエミッタ領域の第２エピタキシャル層（２７）
   を連続成長させる工程； を含んでなることを特徴とする半導体装置の製造方法。